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PSoC单片机及其茌燃气变频输配与流量计量中的应用


生系统时钟等。
  
  上述方案,选用CypressPSoC系列单片机,图2中虚线部分均可由一片单片机实现,这里选用CY8C26443(28PinDualinline);否则,采用普通单板机/单片机,则各个模块均要设法构造,还要考虑把它们设计连成一体。
  
  3.2键盘输入电路的设计
  
  键盘输入,通过一I/O口,由一6位A/D转换器识别。这里选用8个按键,用以实现参数输入、时间核对、记录查询、通信等功能,电路如图3所示。图3所示各个电阻值,据A/D转换特点和常用电阻规格系列确定。
  
  3.3一器多控变频电路的设计
  
  该部分电路用以实现“手动/自动变频”和“工频/变频状态的切换”。这里选用日本富士FRN75P11S-4CX风机专用变频器,切换电路采用传统的接触器—继电器控制。变频加/减速,手动控制通过一个1-5kll的可调电阻器实现;自动控制通过0~5V的DC变化输入实现。构成如图4所示。
  
  3.4信号的输入与输出
  
  设计系统应用在燃气行业,安全防护十分重要。压力、温度、差压信号的采集,现场的一次仪表全部采用一体化防曝类型,现场引入的信号采用隔离型安全栅。输出信号全部采用继电器控制,与现场控制器件隔离。
  
  4PSoC单片机测控系统的设计
  
  4.1PSoC单片机的资源使用与配置
  
  11位A/D转换器,选用DelSigll用户模块(△—∑型A/D),占用一PSoC模拟模块、一PSoC数字模块和专用的采样抽取器,为增强实时性与精度而取其最大采样率7.8ksps(即每次采样需128.2μs)。
  
  6位A/D转换器,选用SAR6用户模块(逐次逼近型A/D),转换时间25μs,占用一PSoC模拟模块。
  
  8位D/A转换器,选用DAC8用户模块(电压输出型D/A),其时钟更新率为125kHz(即每次变换需31μs)。
  
  A/D与D/A的参考电压设定:AGnd=0V,AVdd=5V。
  
  切换控制输出I/O口,选定内部上拉电阻输出,以得到大的驱动能力。取工/变频切换控制为5个。
  
  LCD模块接口,选定LCD用户模块,该模块使用标准HD44780LCD显示驱动协议,占用7个I/O口,驱动显示2x16个8x8点阵字符。
  
  E2ROM,选用E2PROM用户模块。这是使用内部Flashmemory模拟的E2ROM,不限容量大小,取为2KB。
  
  串行通信口,选用UART用户模块(8位通用UART),占用2个PSoC数字模块和2个I/O口,设定其初始值为96-N-8-1,为将来扩展连接Modem预留一个I/O口。
  
  定时器,选用Timer8用户模块(8位减计数型),占用一PSoC数字模块;一定时器周期设定为变频器“工/变频切换”的时间值;一定时器周期取最大值,以用于流量累计。
  
  OSC振荡器全部选定用内部模块,外围不再配备晶体。启用内部看门狗和实时时钟(RTC)功能。
  
  确定
  
  
  
  采用4个中断:压力转换中断(11AD_ISR)、键盘操作中断(6AD—ISR)、工/变频切换中断(Tliner8—ISR)、串行接收中断(Uart_ISR)。中断优先级编排如下:11AD_ISR、Timer8_ISR、6AD_ISR、Uart_ISR。
  
  打开PSoCDesignerIDE应用软件,选用CY8C26443器件,指定编程语言(汇编或C语言),创建项目工程;在软件的器件编辑器窗口中,按上述选择,配置各个用户模块。本设计共使用8个PSoC数字模块、5个PSoC模拟模块、24个I/O口。器件编辑器的使用,大多是图形和文本选择操作,十分简易直观,这里不再赘述。
  
  用户模块配置完成后,在IDE环境中,点击“GenerateApplicationFiles”按钮,产生boot.sam和PSoCconfig.asm文件,并生成应用程序接口函数(APl)与中断服务程序、主程序框架文件,以便填写应用代码、编制用户程序。
  
  boot.sam和PSoCconfig.asm文件,是所有程序的基础,boot.sam文件定义了系统启动和执行的次序,PSoCconfig.asm文件包含了进入系统的配置。
  
  4.2软件设计的整体构思
  
  主程序完成初始化设置并循环采样温度、压力、差压,选择适当量程计算流量并累计、存储与显示。
  
  压力转换中断程序(11AD_ISR)据压力实测值与要求值,确定变频加/减速和工/变频转换中断的启停。
  
  键盘操作中断(6AD_ISR),识别操作的按钮,进行参数预置、状态显示、记录查看等。
  
  工/变频切换中断(Timer8a_ISR),完成指定端口的工频与变频的切换,并设置相关标记。
  
  串行接收中断(Uart_ISR),连接PC或做远程通信。
  
  在PSoCDesignerIDE环境的应用程序编辑器窗口中编制程序,编译所有文件,生成可下载或仿真的.rom文件。
  
  4.3软件仿真与测试
  
  使用Cypress的PSoC仿真器(1CE)及其DesignerIDE调试器窗口环境,进行程序仿真和测试。重点说明两点:
  
  (1)断点调试和动态事件点调试
  
  断点调试,与很多常用器件调试工具功能类似,在此不再赘述,着重说明动态事件点调试。动态事件点调试是Cypress很有特色的工具

《PSoC单片机及其茌燃气变频输配与流量计量中的应用(第2页)》
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